DE4420487C1

DE4420487C1 - Hohlzapfengelenk

Info

Publication number: DE4420487C1
Application number: DE19944420487
Authority: DE
Inventors: Geb Sommer Dorr
Original assignee: TRW Fahrwerksysteme GmbH and Co KG
Current assignee: TRW Fahrwerksysteme GmbH and Co KG
Priority date: 1994-06-11
Filing date: 1994-06-11
Publication date: 1995-06-01
Anticipated expiration: 2014-06-12

Description

Die Erfindung betrifft ein Hohlzapfengelenk mit einem auf der Mantelfläche eines Hohlzapfens ausgebildeten Kugelring, der durch eine Lagerschale in einer zylindrischen Lagerfläche eines Gehäuses verdreh- und kippbar gelagert ist, wobei die Lagerflächen beidseitig durch je einen Dichtungsbalg abgedichtet sind, der einerseits am Gehäuse und andererseits am Hohlzapfen festgelegt ist.

Derartige Hohlzapfengelenke sind beispielsweise aus der DE-OS 42 23 166 bekannt. Sie umfassen bei den in der Praxis eingesetzten Ausführungen je weils zwei Lagerschalenhälften, die in der Mitte des Kugelringes aneinander stoßen und mit ihren anderen Enden den gehäuseseitigen Rand des jeweiligen Dichtungsbalges am Gehäuse festlegen. Durch die zweiteilige Lagerschale können sich bei der Montage durch Summierung der einzelnen Toleranzen große Schwankungen der Gelenkeigenschaften ergeben, die eine Verwendung des Hohlzapfengelenkes ausschließen. Außerdem behindert die Einklemmung des gehäuseseitigen Randes der Dichtungsbälge zwischen der Lagerschale und dem in Richtung auf den Hohlzapfen umgebördelten Rand des Gehäuses die Kippbewegung des Gelenkes und kann zu Beschädigungen des Dichtungsbalges führen.

Der Erfindung liegt die A u f g a b e zugrunde, ein Hohlzapfengelenk der eingangs beschriebenen Art derart weiterzubilden, daß sich bei gleichzeitiger Reduzierung der insgesamt notwendigen Bauteile ein Gelenk mit geringer axialer Baulänge für die Befestigung der Dichtungsbälge ergibt, ohne daß bei Kippbewegungen die Gefahr einer Beschädigung der Dichtungsbälge besteht.

Die Lösung dieser Aufgabenstellung durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerschale einteilig ausgebildet und an ihren beiden axialen Endbereichen radial außen mit einer Mantelfläche versehen ist, durch die der gehäuseseitige Rand des jeweiligen Dichtungsbalges in radialer Richtung in je einer Aussparung des Gehäuses festgelegt ist, und daß an einem axialen Endbereich der Lagerschale ein radial nach außen vorstehender Bund ausgebildet ist, der eine in Radial- und Umfangsrichtung verlaufende Ringfläche des Gehäuses infolge der Federwirkung des Lagerschalenmaterials hintergreift.

Durch die einteilige Ausbildung der Lagerschale entfällt die Gefahr einer Toleranzsummierung. Die Lagerschale kann unter Ausnutzung ihrer Elastizität einerseits auf den im mittleren Bereich einen größeren Durchmesser auf weisenden Kugelring aufgesetzt und andererseits durch eine Schnappverbindung im Gehäuse festgelegt werden, wobei durch diese Festlegung gleichzeitig die gehäuseseitigen Ränder der beiden Dichtungsbälge im Gehäuse fixiert werden. Da diese Ränder durch die endseitigen Mantelflächen der Lagerschale in Aussparungen des Gehäuses eingedrückt werden, entfallen nicht nur separate Spannringe, sondern es genügt eine geringe axiale Bauhöhe für die Befestigung der Dichtungsbälge am Gehäuse. Da identische Dichtungsbälge an beiden Enden des Hohlzapfengelenkes verwendet werden können, reduziert sich die Zahl der für das Hohlzapfengelenk benötigten Bauteile. Da die erfindungsgemäße Einklemmung der Dichtungsbälge den Kippwinkel des Hohlzapfengelenkes nicht behindert, wird auch die Lebensdauer der Dichtungsbälge des erfindungsgemäßen Hohlzapfengelenks vergrößert.

Bei Verwendung eines Materials mit niedriger Werkstoffelastizität für die Herstellung der Lagerschale kann diese gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung zumindest an dem den Bund aufweisenden Ende in axialer Richtung geschlitzt sein.

Um einen Ausgleich nicht vermeidbarer Herstellungstoleranzen zwischen Ge häuse und Lagerschale zu ermöglichen, ist gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung die Lagerschale an ihrem anderen, dem Bund gegenüberliegenden Ende mit einer Anlageschräge für eine entsprechende Gegenfläche des Gehäuses ausgebildet. Aufgrund dieser Ausbildung kann die Lagerschale beim Einsetzen in das Gehäuse über ihre eigentliche Endstellung hinausgeschoben werden, um sicherzustellen, daß der radial hervorstehende Bund der Lagerschale die radial verlaufende Ringfläche des Gehäuses hintergreift, so daß sich eine zuverlässige Schnappverbindung ergibt, die gleichzeitig den zugehörigen Dichtungsbalg am Gehäuse festlegt.

Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Hohlzapfengelenkes in einem Längsschnitt dargestellt.

Das zur Ausführung einer begrenzten Verdreh- und Kippbewegung bestimmte Gelenk umfaßt einen Hohlzapfen 1, auf dessen Mantelfläche ein Kugelring 1a ausgebildet ist. Die durch den Kugelring 1a gebildete Lagerfläche liegt in einer kugelringförmigen Ausnehmung einer Lagerschale 2, die ihrerseits in einer zylindrischen Lagerfläche eines Gehäuses 3 angeordnet ist, das beispielsweise am Ende einer Strebe 3a ausgebildet ist. Beim Ausführungsbeispiel ist sowohl die Lagerschale 2 als auch das Gehäuse 3 aus Kunststoff hergestellt.

Die Lagerschale 2 ist an beiden Enden in axialer Richtung geschlitzt. Während die Schlitze 2a, die in der rechten unteren Hälfte der Schnittdarstellung zu er kennen sind, bis an den größten Durchmesser des Kugelringes 1a heran reichen, haben die Schlitze 2b am anderen Ende der Lagerschale 2 eine er heblich kürzere axiale Länge, wie die Darstellung in der linken oberen Hälfte der Zeichnung zeigt. Durch die Schlitze 2a wird es möglich, trotz der einteili gen Ausbildung der Lagerschale 2 diese auf den Kugelring 1a des Hohlzapfens 1 aufzusetzen.

Die Lagerschale 2 ist an beiden Enden jeweils mit einer Mantelfläche 2c aus geführt, durch die der gehäuseseitige Rand 4a eines Dichtungsbalges 4 in eine ringförmige Aussparung 3b des Gehäuses 3 gedrückt wird. Die jeweils ande ren Enden der Dichtungsbälge 4 sind durch eine geeignete Ausgestaltung am Hohlzapfen 1 festgelegt. Da die zwischen dem Gehäuse 3 und der Lagerschale 2 eingeklemmten Dichtungsbälge 4 mit ihrem sich an den Rand 4a an schließenden Teil in axialer Richtung aus der Einspannung heraustreten, kön nen sich die Dichtungsbälge 4 bei der in der Zeichnung angedeuteten Kippbe wegung zwischen Hohlzapfen 1 und Gehäuse 3 frei abrollen, wie dies mit ge strichelten Linien in der oberen Hälfte der Zeichnung dargestellt ist.

Um die Lagerschale 2 auf einfache Weise im Gehäuse 3 festzulegen, ist die Lagerschale 2 an einem Ende mit einem radial hervorstehenden Bund 2d aus gebildet, der im Einbauzustand der Lagerschale 2 eine radial verlaufende Ring fläche 3c des Gehäuses 3 hintergreift. Durch die Ausbildung der Schlitze 2b an diesem Ende der Lagerschale 2 ergibt sich auf diese Weise eine Schnapp verbindung, die die Lagerschale 2 nach ihrem Einsetzen in das Gehäuse 3 zu verlässig im Gehäuse 3 festhält.

Um eine derartige zuverlässige Halterung der Lagerschale 2 im Gehäuse 3 auch bei unvermeidbaren Herstellungstoleranzen sowohl bezüglich des Ge häuses 3 als auch hinsichtlich der Lagerschale 2 sicherzustellen, ist die Lager schale an ihrem der Schnappverbindung gegenüberliegenden Ende mit einer Anlageschräge 2e versehen, die an einer entsprechenden, schräg verlaufenden Gegenfläche 3e des Gehäuses 3 anliegt. Durch den schrägen Verlauf der Ge genfläche 3e und der Anlageschräge 2e ist es möglich, bei der Montage die Lagerschale 2 über ihre Endposition hinaus in das Gehäuse 3 einzudrücken, so daß der Bund 2d der Lagerschale 2 zuverlässig hinter die radial verlaufende Ringfläche 3c des Gehäuses 3 greift.

Mit dem Einschnappen des hervorstehenden Bundes 2d der Lagerschale 2 wird gleichzeitig der gehäuseseitige Rand 4a des zugehörigen Dichtungsbalges 4 zwischen der Mantelfläche 2c der Lagerschale 2 und der Aussparung 3b des Gehäuses 3 in radialer Richtung eingeklemmt. Der am gegenüberliegenden Ende der Schnappverbindung angeordnete Dichtungsbalg 4 wird bei der Montage von der zugehörigen, entsprechend ausgeformten Mantelfläche 2c der Schale 2 axial in die hier konisch zulaufende Aussparung 3b im Gehäuse 3 gezogen, so daß er über diese Schräge ebenfalls radial eingeklemmt wird.

Zur Montage wird im ersten Schritt die Lagerschale 2 auf den Hohlzapfen 1 aufgebracht, im zweiten Schritt ein Dichtungsbalg 4 mit beiden Öffnungen auf die im ersten Schritt vormontierten Hohlzapfen 1 und Lagerschale 2 montiert, wohingegen der andere Dichtungsbalg 4 mit seiner gehäuseseitigen Öffnung in der Aussparung 3b des Gehäuses fixiert wird. Im dritten Schritt wird die im zweiten Schritt vormontierte Einheit aus Hohlzapfen 1, Lagerschale 2 und Dichtungsbalg 4 durch Krafteinleitung auf den Hohlzapfen 1 bis zur Endlage in das Gehäuse 3 gedrückt, wobei die gehäuseseitigen Öffnungen beider Dichtungsbälge radial eingeklemmt werden. Die kleinere zapfenseitige Öffnung des im zweiten Schritt am Gehäuse 3 fixierten Dichtungsbalges 4 wird dabei so lange aufgeweitet, bis im dritten Schritt die Endstellung erreicht ist und sie auf dem Bund des Hohlzapfens 1 zur Anlage gebracht wird.

Bezugszeichenliste

1 Hohlzapfen
1a Kugelring
2 Lagerschale
2a Schlitz
2b Schlitz
2c Mantelfläche
2d Bund
2e Anlageschräge
3 Gehäuse
3a Strebe
3b Aussparung
3c Ringfläche
3e Gegenfläche
4 Dichtungsbalg
4a Rand

Claims

1. Hohlzapfengelenk mit einem auf der Mantelfläche eines Hohlzapfens aus gebildeten Kugelring, der durch eine Lagerschale in einer zylindrischen Lagerfläche eines Gehäuses verdreh- und kippbar gelagert ist, wobei die Lagerflächen beidseitig durch je einen Dichtungsbalg abgedichtet sind, der einerseits am Gehäuse und andererseits am Hohlzapfen festgelegt ist, daß die Lagerschale (2) einteilig ausgebildet und an ihren beiden axialen Endbereichen radial außen mit einer Mantelfläche (2c) versehen ist, durch die der gehäuseseitige Rand (4a) des jeweiligen Dichtungsbalges (4) in radialer Richtung in je einer Aussparung (3b) des Gehäuses (3) festgelegt ist, und daß an einem axialen Endbereich der Lagerschale (2) ein radial nach außen vorstehender Bund (2d) ausgebildet ist, der eine in Radial- und Umfangsrichtung verlaufende Ringfläche (3c) des Gehäuses (3) infolge der Federwirkung des Lagerschalenmaterials hintergreift.

2. Hohlzapfengelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerschale (2) zumindest an dem den Bund (2d) aufweisenden Endbereich in axialer Richtung über den Umfang verteilt mehrfach geschlitzt ist.

3. Hohlzapfengelenk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerschale (2) an ihrem dem Bund (2d) axial gegenüberliegenden Endbereich mit einer Anlageschräge (2e) für eine entsprechende Gegenfläche (3e) des Gehäuses (3) ausgebildet ist.